[短文速讀-1] a=a+b和a+=b的區別

MDove發表於2018-09-04

前言

短文速讀,這將是一個系列文章。自己寫了很多文章,也看了很多文章。發現很多都是收藏不看系列。當然有時間的時候,的確會把收藏的文章找出來好好的學習一番。但是大多數文章彷彿石沉大海,失去了應有的價值。

所以萌生了這個系列的想法,系列文章的特點:以一些日常開發中不起眼的基礎知識點為核心,圍繞此包裹通俗易懂的文字。儘量用少思考的模式去講述一個知識。讓我們能夠真正在碎片化的時間裡學到東西!

愛因斯坦:“如果你不能簡單地解釋一樣東西,說明你沒真正理解它。”

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出場角色

小A:剛踏入Java程式設計之路...

MDove:一個快吃不上飯的Android開發...

正題

小A:MDove,最近我有一個不成熟的小疑問,不知道當講不當講。

MDove:不成熟那就別問了...

小A:額錯了,額真滴錯了。額從一開始就不應該學Java...

MDove:問、問、問...

小A:a=a+b和a+=b。這倆者有什麼區別呀?沒看出來有什麼區別啊!

MDove:你所說的沒區別,是這樣吧?

int a = 1;
int b = 2;
a = a + b;
a += b;
複製程式碼

MDove:那你有沒有換過別的寫法呢?比如把b的型別變一下:

float b = 2F;
複製程式碼

MDove:怎麼樣,看出來效果了吧。沒看出來??OK,那我就貼上效果:

編譯不能通過

MDove:這樣就能看明白了吧?b提升了型別之後。會發現a = a + b是沒辦法編譯通過的,需要強制型別轉換才可以。但是我們的a + = b卻可以,這是為什麼呢?其實很簡單。讓我們反編譯一下這個class檔案,就可以很清晰的給出答案:

public void fun() {	
    int a = 1;
    float b = 2F;
    a += b;
}

// 反編譯class的內容
public void fun() {
    byte var1 = 1;
    float var2 = 2.0F;        
    int var10000 = (int)((float)var1 + var2);
}
複製程式碼

MDove:所以它們二者的區別就很清楚了吧?在這種a比b型別範圍要小的情況下。a = a + b;需要強制型別轉換,也就是我們常寫的:a = (int) (a+b);而我們的a += b;被我們的編譯器在編譯期做了一些小手腳。也就是編譯器幫我們進行了強制型別轉化。

小A:原來是這樣,那強制型別轉換會帶來什麼問題呢?

MDove:解答這個問題,讓我們先來看一張圖:

[短文速讀-1] a=a+b和a+=b的區別

MDove:強制型別轉化,一般會帶來精度丟失的問題。這裡float的範圍太大,我們就用byte和short來演示,強制型別帶來的問題:

public void fun() {
    byte a = 1;
    short b = 127;
    a=(byte) (a+b);
    System.out.println(a);
}
複製程式碼

MDove:System打出的內容,應該知道是什麼吧?沒錯是-128。強制型別帶來的問題一目瞭然了吧。

小A:怎麼會是-128呢?

MDove:OK,接下來,我來解釋一下,為什麼會是-128這麼一個奇怪的數字。首先,我們都知道基本型別在堆中所佔的位元組如下表。

小A:不對呀?我記得基本型別是存放在棧中的呀?

MDove:這種說法並不錯,但不全面。存放在堆中還是在棧中,是取決於這個變數宣告的位置。如果是區域性變數,則會存放在棧幀中。但是如果是成員變數(全域性變數),那麼就會存放在堆中。此外存放在棧中,基本型別所佔的位元組是固定:如果是32位計算機那麼就是4位元組;64位便是8位元組。

有一個需要留意的點,new物件並非全部在堆中。虛擬機器會對方法做逃逸分析優化。如果區域性變數new的物件,沒有發生引用逃逸(在方法體內,未將引用暴露給外面)。那麼虛擬機器會直接將其建立在棧中,以此來減少堆中壓力。

型別 所佔位元組
byte 1位元組
short 2位元組
int 4位元組
long 8位元組
char 2位元組
float 4位元組
double 8位元組

MDove:解釋完所佔位元組的問題,我們們繼續。由上邊可知byte佔1位元組,那麼也就是8位,如果每一位都為1(11111111),那麼理論上就是它所能表示的最大內容。

小A:那應該是255呀!

MDove:實際不然,因為正負的原因,計算機中使用補碼的形式表示二進位制,高1位表示符號位(0為正,1為負)。因此對於8位來說,最大隻能是01111111,也就是127。(0表示它為正)

MDove:而我們剛才的那個計算byte a = 1; short b = 127; a=(byte) (a+b);不考慮型別轉換,那麼a+b妥妥的等於128。並且對於所佔2位元組的short來說那就是00000000 10000000。但是我們強制型別轉化成了byte,這時做了一件事情,那就是高1位元組的內容全部砍掉,也就是隻剩下了10000000

MDove:按我們剛才所說,高1位的內容表示正負。1為負。

小A!!!如果1為負,那System.out應該是0才對啊

MDove:一看你二進位制就沒有好好學。對於含有補碼形式的10000000,我們要用補碼的方式去計算。計算套路如下:高1位為1,那麼這是數就是負數。想要知道是負幾,我們需要將10000000按位取反,也就是01111111。還沒完,此時還要再加1,也就是10000000。現在得到的這個數是幾,那麼就是負幾,10000000是十進位制的128,因此補碼形式的10000000也就是:-128。

MDove:這樣解釋是不是就知道強制型別轉換帶來的問題,以及為什麼強制型別轉化後的byte變成了-128了吧。

小A:好難學...我想回家種地...

小A媽:崽,別學程式設計啦,趕緊回家收玉米了。

劇終

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